大體積混凝土溫控施工工藝分析

金先龍

（貴州水投水務(wù)集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目逐漸增多，并且大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用廣泛。在大體積混凝土施工中，對(duì)于施工工藝的要求比較嚴(yán)格，但是，施工質(zhì)量容易受到材料因素、外界環(huán)境因素等的影響，裂縫問題比較常見，為了保證大體積混凝土施工質(zhì)量，必須采用有效的溫控措施。因此，對(duì)大體積混凝土溫控施工工藝進(jìn)行深入研究迫在眉睫。

1 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因

1.1 混凝土水熱化

在混凝土各類原材料中，水泥是十分重要的核心材料，水泥質(zhì)量對(duì)于混凝土混合料質(zhì)量的影響比較大。在混凝土的凝固過程中，由于水泥的水化熱反應(yīng)，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度升高，而混凝土結(jié)構(gòu)外表面熱量散發(fā)，這樣就會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外之間產(chǎn)生較大溫差，進(jìn)而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。如果混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力大于其抗拉強(qiáng)度，就會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，一般為表面輕度裂縫，而如果溫度應(yīng)力較大，則會(huì)造成貫穿性裂縫。

1.2 外部溫度

在大體積混凝土施工過程中，外部環(huán)境因素會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的影響因素包括水泥水化熱反應(yīng)、混凝土澆筑溫度、結(jié)構(gòu)散熱等等。如果混凝土結(jié)構(gòu)外界溫度比較高，則混凝土澆筑的溫度比較高，如果外界溫度降低，則會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的內(nèi)外溫差梯度。如果混凝土結(jié)構(gòu)外界環(huán)境的溫度快速下降，就會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，進(jìn)而造成混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。除此以外，外界濕度也會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響，隨著外界環(huán)境濕度的不斷降低，混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干縮裂縫。在夏天施工中，外界溫度比較高，并且混凝土的日照時(shí)間也比較長(zhǎng)，當(dāng)?shù)搅艘雇恚獠繙囟认陆担炷两Y(jié)構(gòu)的溫度依然比較高，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大，此時(shí)混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

1.3 收縮變形

在混凝土結(jié)構(gòu)施工完成后，施工人員應(yīng)及時(shí)對(duì)其表面進(jìn)行覆蓋，并灑水養(yǎng)護(hù)，避免混凝土結(jié)構(gòu)干裂。混凝土結(jié)構(gòu)所需水分比較大，如果長(zhǎng)期處于干燥、通風(fēng)的區(qū)域，表面水分蒸發(fā)量過大，就會(huì)產(chǎn)生收縮變形，影響混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

2 工程概況

某工程項(xiàng)目是由塔樓、住宅樓以及商業(yè)裙樓所組成的。其中，塔樓的高度為320.7 m，地上建筑73 層；住宅樓包括1#樓、2#樓和3#樓，1#樓、3#樓的地上結(jié)構(gòu)為45 層，2#樓的地上結(jié)構(gòu)為47 層；商業(yè)裙樓的上層結(jié)構(gòu)為6～7 層，并有4 層地下室。該工程項(xiàng)目塔樓、裙樓以及住宅樓的基坑開挖深度分別為27.6 m、23.3 m、25.1 m。在大體積混凝土施工中，在深基坑底板澆筑施工中，選用C40 混凝土，澆筑厚度為9900mm，總澆筑量達(dá)1.8 萬(wàn)m3。

3 大體積混凝土溫控施工工藝

3.1 配合比優(yōu)化

在進(jìn)行大體積混凝土施工過程中，首先需要制定完善的混凝土配合比設(shè)計(jì)方案，盡量降低混凝土結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)生率。在本工程施工中，在混凝土配合中，凝膠材料的用量應(yīng)控制在320 kg/m3以上，而水泥材料用量則應(yīng)該控制在260 kg/m3以上，對(duì)于水膠比，需控制在0.5 以內(nèi)。在混凝土拌合中，如果存在侵蝕性介質(zhì)，則必須將水膠比控制在0.45 以內(nèi)，注意禁止在施工過程中加水。

3.1.1 原設(shè)計(jì)配合比

在本次施工中，混凝土制作原材料包括300 kg 水泥、84 kg 礦粉、60 kg 粉煤灰、44 kg 外加劑1、9.9 kg 外加劑2、175 kg 水、670 kg 砂以及1040 kg 碎石。另外，水膠比為0.39，對(duì)于外加劑2，采用高效減水劑，砂率則應(yīng)該控制在39%。但是，根據(jù)大體積混凝土施工方案的要求，該混凝土配合比會(huì)造成混凝土水熱比過高，這樣就會(huì)影響混凝土溫差控制，因此，需要對(duì)混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.1.2 優(yōu)化后的配合比

通過對(duì)混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，原材料用量調(diào)整如下：280 kg 水泥、70 kg 礦粉、80 kg 粉煤灰、47.8 kg 外加劑1、7.7 kg 外加劑2、175 kg 水、680 kg 砂以及1040 kg 碎石。另外，水膠比為0.39，對(duì)于外加劑2，采用高效減水劑，砂率則應(yīng)該控制在39%。對(duì)于水泥材料，采用普通硅酸鹽水泥，對(duì)于砂，采用中粗砂，對(duì)于含泥量控制在1.0%以內(nèi)，碎石直徑控制在5 mm～31.5 mm 之間，礦粉選用S95 礦粉，外加劑選用CEC 膨脹纖維抗裂防滲劑以及HEA 膨脹纖維抗裂防滲劑。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境檢測(cè)中，混凝土材料的初凝時(shí)間在8h～9h 之間，而混凝土的終凝時(shí)間在11h～12h 之間。在實(shí)際施工中，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)于初凝時(shí)間以及終凝時(shí)間，分別按8h、11h 控制。

3.2 混凝土運(yùn)輸

在確定混凝土配合比，并完成混凝土混合料拌合后，即可進(jìn)行混凝土運(yùn)輸。在混凝土運(yùn)輸過程中，需注意盡量減少運(yùn)輸所需時(shí)間，避免發(fā)生混凝土離析。如果發(fā)生混凝土離析，則應(yīng)該對(duì)混凝土混合料進(jìn)行二次攪拌，或者作廢棄處理。另外，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混凝土澆筑前，還需要對(duì)混凝土材料進(jìn)行檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)合格后才能夠投入使用。

3.3 混凝土澆筑

在混凝土入模時(shí)，應(yīng)注意混凝土材料能夠自由傾落，當(dāng)高度達(dá)到2 m 時(shí)，為了避免混凝土混合料離析，可采用串筒方式。在進(jìn)行大體積混凝土澆筑施工過程中，由于混凝土結(jié)構(gòu)尺寸比較大，因此，可采用分層澆注施工方式。在分層澆注完成后，還需要對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，一般可采用快插慢拔的振搗方式，對(duì)于振搗間隔時(shí)間，需控制在20s～30s 之間。在振搗過程中，應(yīng)注意避免對(duì)模板造成損壞，在混凝土振搗完成后，還需要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行檢查，判斷是否發(fā)生下沉現(xiàn)象或者大量氣泡。

3.4 后期保養(yǎng)優(yōu)化

在混凝土澆筑完成后，要求及時(shí)采取有效的養(yǎng)護(hù)處理方案，確保混凝土結(jié)構(gòu)硬度以及溫度均能夠達(dá)到施工規(guī)范。

3.4.1 原設(shè)計(jì)采用循環(huán)冷卻水管物理內(nèi)部降溫法

在塔樓區(qū)域底板混凝土澆筑施工中，底板澆筑厚度為4 m，在塔樓中有電梯井，因此，塔樓區(qū)域底板厚度最大為9.9 m。在混凝土澆筑施工中，為了保證施工質(zhì)量，對(duì)于底板混凝土澆筑表面，需做好覆蓋、內(nèi)部循環(huán)水降溫等溫控措施，但是施工難度較大。

3.4.2 優(yōu)化后的措施為保溫蓄熱法

綜合考慮本工程施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在混凝土結(jié)構(gòu)溫控中，可采用麻袋+雙層薄膜+棉被的溫控措施。在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行抹平處理，并且混凝土初凝后，即可在混凝土結(jié)構(gòu)表面覆蓋保溫材料。需要注意，在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)表面覆蓋保溫材料前，還需要對(duì)其表面進(jìn)行噴霧灑水處理。

4 大體積混凝土溫控效果分析

在本工程大體積混凝土澆筑施工完成后，需在施工現(xiàn)場(chǎng)布置測(cè)溫點(diǎn)，如圖1 所示。

通過對(duì)本次施工進(jìn)行測(cè)溫檢查發(fā)現(xiàn)，通過對(duì)混凝土混合料配合比進(jìn)行優(yōu)化，混凝土和易性更高，并且水化熱控制效果良好。在本次混凝土溫控施工中，采用信息化施工方式，能夠?qū)炷翜夭钸M(jìn)行有效控制，保證混凝土澆筑施工質(zhì)量。另外，在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，采用麻袋+雙層薄膜+棉被的養(yǎng)護(hù)方式，不僅養(yǎng)護(hù)效果良好，而且施工成本比較低，能夠有效提升施工效率。

圖1 測(cè)點(diǎn)布置形式

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要對(duì)大體積混凝土溫控施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)探究。在大體積混凝土施工中，施工質(zhì)量的影響因素比較多，其中裂縫問題比較常見。對(duì)此，在大體積混凝土施工中，必須做好溫控措施，對(duì)混凝土混合料配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，加強(qiáng)混凝土運(yùn)輸、澆筑施工控制，同時(shí)，在混凝土澆筑完成后，還應(yīng)及時(shí)做好養(yǎng)護(hù)管理，合理應(yīng)用溫度控制措施，這樣才能夠保證大體積混凝土施工質(zhì)量。